軟件工程導(dǎo)論課程概述1課程目標(biāo)掌握軟件工程基本概念和方法2學(xué)習(xí)內(nèi)容軟件生命周期各階段的理論與實(shí)踐考核方式第一章：軟件工程概述軟件的定義計(jì)算機(jī)程序及其相關(guān)文檔軟件的特點(diǎn)無(wú)形性、易變性、復(fù)雜性軟件工程的由來(lái)應(yīng)對(duì)軟件危機(jī)，提高開(kāi)發(fā)效率和質(zhì)量軟件危機(jī)1原因分析缺乏工程化管理方法2表現(xiàn)成本超支、進(jìn)度延遲、質(zhì)量低下3定義軟件開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題軟件工程的定義IEEE定義應(yīng)用系統(tǒng)化、規(guī)范化、可量化的方法開(kāi)發(fā)軟件軟件工程的目標(biāo)按時(shí)、按預(yù)算、高質(zhì)量地開(kāi)發(fā)軟件軟件工程的重要性提高軟件質(zhì)量，降低維護(hù)成本軟件工程的三要素過(guò)程軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)的組織方式方法如何進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)方法工具支持方法應(yīng)用的自動(dòng)化或半自動(dòng)化工具軟件生命周期1定義軟件從概念到淘汰的全過(guò)程2主要階段需求分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、維護(hù)3重要性為軟件開(kāi)發(fā)提供框架和規(guī)范軟件開(kāi)發(fā)模型（上）瀑布模型線性順序，階段分明增量模型分批次交付功能演化模型逐步完善的原型軟件開(kāi)發(fā)模型（下）螺旋模型風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)，迭代開(kāi)發(fā)統(tǒng)一過(guò)程模型用例驅(qū)動(dòng)，架構(gòu)為中心敏捷開(kāi)發(fā)模型快速迭代，擁抱變化第二章：可行性研究定義與目的評(píng)估項(xiàng)目實(shí)施價(jià)值與可能性可行性研究的內(nèi)容技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、操作可行性分析可行性研究報(bào)告記錄分析結(jié)果和建議成本/效益分析成本收益通過(guò)分析投資回報(bào)率決定項(xiàng)目可行性第三章：需求分析需求工程概述獲取、分析、規(guī)格化用戶需求需求獲取方法訪談、問(wèn)卷、觀察、原型需求分析的重要性奠定軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)功能需求與非功能需求功能需求系統(tǒng)應(yīng)執(zhí)行的功能用戶可操作的內(nèi)容例：學(xué)生注冊(cè)功能非功能需求性能、安全性可靠性、易用性例：系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間需求建模技術(shù)（上）DFD展示數(shù)據(jù)流向，ERD表示數(shù)據(jù)關(guān)系，STD描述狀態(tài)變化需求建模技術(shù)（下）用例圖表示功能需求，活動(dòng)圖顯示流程，序列圖描述交互需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)1評(píng)審方法同行評(píng)審、檢查表、原型驗(yàn)證2編寫(xiě)原則完整、一致、無(wú)歧義、可驗(yàn)證3結(jié)構(gòu)引言、功能描述、接口、性能要求第四章：系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)滿足需求的高質(zhì)量架構(gòu)1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則模塊化、高內(nèi)聚、低耦合2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟架構(gòu)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)3軟件體系結(jié)構(gòu)客戶端-服務(wù)器分離用戶界面與數(shù)據(jù)處理分層架構(gòu)按功能劃分層次微服務(wù)小型獨(dú)立服務(wù)集合模塊化設(shè)計(jì)1模塊的定義獨(dú)立的功能單元2模塊化的優(yōu)點(diǎn)提高可維護(hù)性、復(fù)用性、可理解性3模塊化設(shè)計(jì)原則高內(nèi)聚、低耦合、信息隱藏接口設(shè)計(jì)接口的類(lèi)型用戶接口軟件接口硬件接口接口設(shè)計(jì)原則簡(jiǎn)單明確一致性低耦合數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇影響算法效率，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)關(guān)注實(shí)體關(guān)系，文件組織考慮存取效率第五章：詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)的目標(biāo)將系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為可實(shí)現(xiàn)的規(guī)格說(shuō)明詳細(xì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)細(xì)化、接口定義詳細(xì)設(shè)計(jì)工具UML類(lèi)圖、偽代碼、流程圖結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)順序結(jié)構(gòu)按順序執(zhí)行語(yǔ)句選擇結(jié)構(gòu)條件判斷，分支執(zhí)行循環(huán)結(jié)構(gòu)重復(fù)執(zhí)行特定代碼塊面向?qū)ο笤敿?xì)設(shè)計(jì)類(lèi)的設(shè)計(jì)關(guān)注封裝性，方法設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)單一職責(zé)，設(shè)計(jì)模式提供解決方案用戶界面設(shè)計(jì)1簡(jiǎn)單性界面直觀易懂2一致性操作方式統(tǒng)一3反饋提供操作結(jié)果4容錯(cuò)防止用戶誤操作第六章：編碼與單元測(cè)試1編碼規(guī)范統(tǒng)一的編程風(fēng)格和標(biāo)準(zhǔn)2代碼復(fù)查發(fā)現(xiàn)和糾正編碼錯(cuò)誤3單元測(cè)試概念驗(yàn)證最小可測(cè)試單元編程風(fēng)格命名規(guī)范變量名有意義類(lèi)名用名詞方法名用動(dòng)詞注釋規(guī)范解釋"為什么"復(fù)雜算法說(shuō)明接口文檔排版規(guī)范縮進(jìn)一致空行分隔括號(hào)對(duì)齊代碼質(zhì)量度量圈復(fù)雜度代碼行數(shù)代碼重復(fù)率注釋率測(cè)試覆蓋率代碼質(zhì)量度量指標(biāo)幫助評(píng)估軟件復(fù)雜性和可維護(hù)性單元測(cè)試技術(shù)白盒測(cè)試檢查內(nèi)部邏輯和代碼路徑黑盒測(cè)試驗(yàn)證功能而不關(guān)注內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元測(cè)試工具JUnit,NUnit等自動(dòng)化測(cè)試框架第七章：集成測(cè)試集成測(cè)試的目的驗(yàn)證模塊間接口和交互集成策略自頂向下、自底向上、混合策略集成測(cè)試計(jì)劃確定測(cè)試順序、資源和進(jìn)度系統(tǒng)測(cè)試功能測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)功能符合需求性能測(cè)試評(píng)估系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和資源使用安全測(cè)試檢查系統(tǒng)抵御攻擊能力可用性測(cè)試評(píng)估用戶界面友好程度驗(yàn)收測(cè)試α測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境中由用戶進(jìn)行測(cè)試β測(cè)試用戶環(huán)境中進(jìn)行的有限發(fā)布測(cè)試驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)用戶滿意度和需求符合度測(cè)試文檔測(cè)試計(jì)劃定義策略，測(cè)試用例描述操作步驟，測(cè)試報(bào)告總結(jié)結(jié)果第八章：軟件維護(hù)糾錯(cuò)性維護(hù)修復(fù)發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤1適應(yīng)性維護(hù)適應(yīng)環(huán)境變化2完善性維護(hù)增強(qiáng)功能和性能3預(yù)防性維護(hù)提高可維護(hù)性4軟件再工程1再工程的概念重新構(gòu)造現(xiàn)有系統(tǒng)2再工程的過(guò)程逆向工程、結(jié)構(gòu)改進(jìn)、正向工程3再工程的工具和方法代碼分析、重構(gòu)技術(shù)軟件演化代碼量功能點(diǎn)軟件隨時(shí)間增長(zhǎng)和變復(fù)雜，需要有效管理演化過(guò)程第九章：項(xiàng)目管理基礎(chǔ)范圍管理確定項(xiàng)目邊界時(shí)間管理制定項(xiàng)目進(jìn)度成本管理控制項(xiàng)目預(yù)算質(zhì)量管理確保項(xiàng)目成果項(xiàng)目范圍管理范圍定義明確項(xiàng)目包含和不包含內(nèi)容工作分解結(jié)構(gòu)將項(xiàng)目分解為可管理工作包范圍控制管理范圍變更，防止范圍蔓延項(xiàng)目進(jìn)度管理甘特圖顯示任務(wù)時(shí)間表，PERT圖展示任務(wù)依賴關(guān)系，關(guān)鍵路徑?jīng)Q定項(xiàng)目最短完成時(shí)間項(xiàng)目成本管理計(jì)劃成本實(shí)際成本成本估算和控制確保項(xiàng)目在預(yù)算范圍內(nèi)完成項(xiàng)目質(zhì)量管理質(zhì)量計(jì)劃確定適用標(biāo)準(zhǔn)1質(zhì)量保證系統(tǒng)評(píng)估項(xiàng)目活動(dòng)2質(zhì)量控制監(jiān)控特定結(jié)果3項(xiàng)目人力資源管理團(tuán)隊(duì)組建選擇合適人員，分配角色團(tuán)隊(duì)發(fā)展提高團(tuán)隊(duì)技能和協(xié)作沖突管理解決團(tuán)隊(duì)成員間分歧項(xiàng)目溝通管理溝通計(jì)劃確定信息需求和傳遞方式信息分發(fā)及時(shí)向相關(guān)方提供信息績(jī)效報(bào)告收集和分發(fā)績(jī)效信息項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理1風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)制定應(yīng)對(duì)策略2風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估影響和概率3風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別找出潛在風(fēng)險(xiǎn)第十章：軟件配置管理1配置管理的定義控制軟件產(chǎn)品變更的學(xué)科2配置項(xiàng)受控管理的軟件工作產(chǎn)品3版本控制管理軟件項(xiàng)目的多個(gè)版本變更控制1變更請(qǐng)求記錄變更需求2變更評(píng)估分析變更影響3變更實(shí)施執(zhí)行和驗(yàn)證變更配置審計(jì)功能配置審計(jì)驗(yàn)證產(chǎn)品符合規(guī)格要求物理配置審計(jì)驗(yàn)證產(chǎn)品符合技術(shù)文檔配置狀態(tài)報(bào)告記錄配置項(xiàng)目當(dāng)前狀態(tài)第十一章：軟件質(zhì)量保證1質(zhì)量度量可靠性、可維護(hù)性指標(biāo)2質(zhì)量保證活動(dòng)評(píng)審、檢查、測(cè)試3軟件質(zhì)量的定義符合需求和標(biāo)準(zhǔn)程度軟件復(fù)查非正式復(fù)查同事間非正式討論走查作者主導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)檢查技術(shù)復(fù)查正式的多人評(píng)審會(huì)議軟件審計(jì)過(guò)程審計(jì)檢查過(guò)程符合性驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行評(píng)估過(guò)程效率產(chǎn)品審計(jì)檢查產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)證功能完整性測(cè)試產(chǎn)品性能第十二章：軟件過(guò)程改進(jìn)軟件過(guò)程的定義開(kāi)發(fā)活動(dòng)框架和方法過(guò)程改進(jìn)的必要性提高生產(chǎn)率和質(zhì)量過(guò)程改進(jìn)模型CMMI、六西格瑪、精益方法能力成熟度模型集成（CMMI）15級(jí)：優(yōu)化級(jí)持續(xù)過(guò)程改進(jìn)24級(jí)：定量管理級(jí)定量過(guò)程控制33級(jí)：已定義級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程42級(jí)：管理級(jí)基本項(xiàng)目管理51級(jí)：初始級(jí)過(guò)程不可預(yù)測(cè)第十三章：軟件工程新趨勢(shì)云計(jì)算提供彈性資源，大數(shù)據(jù)處理海量信息，人工智能實(shí)現(xiàn)智能決策DevOps計(jì)劃需求分析和規(guī)劃1開(kāi)發(fā)編碼和構(gòu)建2測(cè)試自動(dòng)化測(cè)試3部署自動(dòng)化部署4監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控5微服務(wù)架構(gòu)小型獨(dú)立服務(wù)單一職責(zé)原則容器化部署Docker、Kubernetes接口通信服務(wù)間通過(guò)API交互彈性伸縮按需擴(kuò)展特定服務(wù)敏捷開(kāi)發(fā)方法Scrum基于迭代的Sprint開(kāi)發(fā)XP強(qiáng)調(diào)編程實(shí)踐與團(tuán)隊(duì)協(xié)作看板方法可視化工作流程管理軟件安全工程1安全需求分析識(shí)別威脅和安全目標(biāo)2安全設(shè)計(jì)原則最小權(quán)限、防御深度3安全測(cè)試滲透測(cè)試、漏洞掃描